مطالعه توزیع تنش

چکیده

بسیاري از ابنیة متداول در مهندسی عمران تحت تثيیر فشار جانبی خاک يا سنگ قرار دارند. ديوارهاي زيرزمین، كوله پلها، ايستگاه هاي زيرزمینی قطار شهري و اسکله هاي موازي ساحل از جمله سازه هايی هستند كأه فشار جانبی خاک تثيیر مهمی بر آن ها دارد. در خصوص ديوارهاي حائل دائمی ( سازه هايی نظیر اسأکله ها )، فشار جانبی خاک در شرايط لرزه اي بايد برآورد شود و سازه براي تحمل اين فشار طراحی گردد.

در اين نوع سازه ها معمولً سربارهاي به نسبت سنگینی در باالدست ديوار حائل وجود دارد، كه الزم است تثيیر آن در برآورد فشار جانبی خاک لحاظ گردد. در اين پايان نامه به بررسی فشار جانبی خاک وارد بر ديوارهاي وزنی از نوع بلوک بتنی با نگرش ويژه به چیدمان گوژپشتی در شرايط زلزله پرداخته شده است.

به اين منظور با انجام تحلیل هاي عددي در شرايط استاتیکی، شبه استاتیکی و دينامیکی توزيع فشار جانبی خاک وارد بر دو چیدمان پله اي و گوژپشتی تحت تثيیر مقادير مختلف سربار تعیین شده است. در شرايط استاتیکی و شبه استاتیکی با افزايش سربار، مقدار كاهش برآيند فشار جانبی خاک بر ديوار گوژپشتی در مقايسه با ديوار پله اي افزايش يافته است. در شرايط دينامیکی نیز مقدار برآيند فشار دينامیکی براي چیدمان گوژپشتی كمتر از چیدمان پله اي می باشد .

هرچند تغییرات كاهش برآيند با افزايش سربار متغیر می باشد، اما بیشترين مقدار كاهش فشار دينامیکی در تمام شتاب نگاشت هاي اعمال شده بجز زلزله طبس در مقدار سربار ماكزيمم رخ داده است. می توان تفاوت فاحش فركانس غالب شتابنگاشت اين زلزله در مقايسه با ساير شتابنگاشت ها دانست.

مقادير فشارهاي حاصل از تحلیل هاي عددي در مقايسه با روابط تجربی در تمام موارد بزرگتر می باشند. به نحوي نسبت حداكثر مقدار برآيند فشار جانبی حاصل از روابط به مقادير حاصل از تحلیل عأددي ، حدود 16 درصد می باشد. اين بدان معنی است كه استفاده از تحلیل هاي دينامیکی عددي در طراحی ديوارهاي وزنی در مقايسه با روابط تجربی، منجر به طرح محافظه كارانه می شود و الزم است در صورت استفاده از روش تحلیل عددي، قضاوت مهندسی در انتخاب ضرايب اطمینان، مقادير حداقلی استفاده شوند.